CN201433856Y - 一种联合式风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种联合式风力发电机，包括一水平轴式风力发电机、一垂直轴式风力发电机和一塔架，水平轴式发电机包括水平风轮和水平发电机，垂直轴式风力发电机包括垂直风轮和垂直发电机，水平轴式发电机固定于塔架顶部，所述垂直轴式风力发电机的垂直风轮固定在塔架偏上部并与垂直发电机连接。本实用新型中风力发电机可单独采用这两种发电机的一种或组合两种发电机联合发电，并改良了发电机的结构，使得这两种发电机的优点相互结合，从而有效地提高了风能的利用系数和发电机的发电效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发电机，特别涉及一种水平轴式和垂直轴式联合风力发电机组。
背景技术
随着常规能源石油、煤炭等的储量日以减少，各种可再生的新能源越来越受到人们的重视，在各种新能源中风力发电以其清洁、经济、投资少见效快而得到了广泛的应用。风力能源是洁净的再生能源，取之不尽用之不竭，因此在最近几十年，风力风电技术发展非常迅猛.现有的风力发电机按结构安装结构的不同可分为两类：水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。水平轴式发电机的风轮轴线的安装位置与水平夹角不大于15度，其叶片翼形通常使用飞机翼形，它以类似螺旋桨式的叶片绕水平轴旋转。风轮的扫掠面与风向垂直，并随风向变化而迎风回转，其优点是它的风能利用系数比较高，工作状态比较稳定。水平轴式发电机的缺点是维护时往往需要爬到几十米的高处去维修，维护比较困难。垂直轴风力发电机的风轮轴线的安装位置与水平垂直，其叶片绕垂直轴旋转。其优点是风轮可吸收来自任意方向的风能，而不需要跟踪风向的迎风机构。结构简单，造价低廉，且便于维修。其缺点是风能利用系数低、启动性能差，运行效率低，叶片固定，不能调速，只能依靠蓄电池保持电池电压相对稳定。而且无论是水平轴式发电机还是垂直轴式发电机的的叶片设计技术，叶片的制造材料以及风力发电机的整体设计有待进一步的提高。这使得风力发电机的输出功率和风能利用率受到较大的限制。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型结构的发电机，该发电机采用水平轴式和垂直轴式联合风力发电，结合了水平轴式风力发电机和垂直轴式风力发电机的优点，有效地提高了风能的利用系数和发电机的发电效率。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种联合式风力发电机，包括一水平轴式风力发电机、一垂直轴式风力发电机，所述水平轴式发电机包括水平风轮和水平发电机，所述垂直轴式风力发电机包括垂直风轮和垂直发电机，所述联合式风力发电机还包括一塔架，所述水平轴式发电机固定于塔架顶部，所述所述垂直轴式风力发电机的垂直风轮固定在塔架偏上部并与所述垂直发电机连接。
依上述主要技术特征，所述水平轴式发电机包括至少两个水平风轮，所述水平发电机包括与所述水平风轮个数相等的转子，所述水平风轮与所述转子一一对应连接，相邻两个水平风轮之间的转向相反。
依上述主要技术特征，所述水平风轮最大厚度(ymax)与翼弦(x1)的比值为0.12，所述水平风轮压力中心点(xc)与前缘距离(x1)的比值为0.28。
依上述主要技术特征，所述水平风轮的叶片为梯形。
依上述主要技术特征，所述水平风轮的叶片为空心叶片，由两个半片黏结而成，两个半片之间设有多个三角形隔板支撑。
依上述主要技术特征，所述半片采用纤维编织结构，所述纤维为45度交叉。
依上述主要技术特征，所述纤维材料为玻璃纤维树脂基复合材料。
依上述主要技术特征，所述水平轴式发电机包括两个沿水平方向依次排列的水平风轮，所述水平发电机内外两个转子，所述两个水平风轮分别与所述两个转子连接。
依上述主要技术特征，所述两个沿水平方向依次排列的水平风轮中后置风轮直径大小至少等于前置风轮直径的两倍。
依上述主要技术特征，所述垂直轴式风力发电机的垂直风轮由两个中心轴线相互错开的半圆柱形叶片组成，所述两个半圆柱形叶片构成一S形。。
依上述主要技术特征，所述两个半圆柱形叶片中心轴线的偏移量(e)和所述风轮半圆柱叶片直径(d)的比值为0.17。
依上述主要技术特征，所述垂直风轮材料采用玻璃纤维树脂基复合材料或一次成型金属复合材料。
上述技术方案具有如下有益效果：由于在本实用新型中风力发电机包括水平轴式风力发电机和垂直轴式风力发电机两种发电机，并改良了发电机风轮的结构，采用这两种电机联合发电，使得这两种发电机的优点相互结合，从而有效地提高了风能的利用系数和发电机的发电效率。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图。
图2是本实用新型实施例水平风轮和水平电机连接示意图。
图3是本实用新型实施例水平风轮叶片的几何特征图。
图4是本实用新型实施例水平风轮叶片的受力示意图。
图5是本实用新型实施例水平风轮叶片的结构截面图。
图6是本实用新型实施例水平风轮叶片的结构示意图。
图7是本实用新型实施例垂直风轮的结构示意图。
图8是本实用新型实施例垂直风轮叶片的几何特征图。
1：小水平风轮，2、大水平风轮，3、水平电机，4、尾舵，5、塔架，6垂直风轮，7、垂直电机，8、基座，9、内转子，10外转子，11、电机外壳，12、转轴，13、水平风轮半片，14、三角支撑，x1、翼弦，ymax、最大厚度，θ、冲角，Fy、升力，F、合力，C、压力中心点
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细的介绍：
如图1、2、7所示，作为本实用新型的一个实施例，该联合风力发电机包括一水平轴式风力发电机、一垂直轴式风力发电机和一塔架。水平轴式风力发电机固定在塔架5的顶部，包括一小水平风轮1和一大水平风轮2，小水平风轮1和大水平风轮2同轴安装，大水平风轮2位于小水平风轮1的后侧，大水平风轮2半径至少是小水平风轮1半径的两倍。水平轴式风力发电机的水平电机3包括内转子9和外转子10两个转子，内转子9通过连接轴12与小水平风轮1及尾舵4连接，外转子10通过连接轴大水平风轮2连接，外转子10外部设有外壳11。小水平风轮1和大水平风轮2转动的方向相反。
垂直轴式风力发电机包括垂直风轮6和垂直电机7，垂直风轮6固定在塔架5的偏上端，并与垂直电机7连接，塔架5的下端设有基座8，以方便塔架5固定在地面上，为减轻基座的重量，垂直电机7可固定在基座上。垂直风轮6由两个两个中心轴线相互错开的半圆柱形叶片组成，半圆柱形叶片构成一S形。
采用这种结构的水平轴式风力发电机，当风轮随风转动时，由于大小风轮的内外转向相反，因此该电机内外转子的相对运动较一般的电机相对运动要快，因此所以该水平轴式发电机比普通发电机由更高的发电效率。垂直风轮设计成S型风轮，S型风轮由中心轴线相互错开的两个半圆柱形叶片组成，顺风而动的凹面叶片与凸面迎风的叶片间形成做动气流的通道，在两个叶片的引导下，气流发生转折，转折气流对凸面迎风的叶片产生与风向相反的作用力，从而减少了逆风叶片消耗的功，提高风能的利用率。
作为上述实施例技术方案的一种优选方式，如图3、4所示，水平风轮叶片的几何特性为叶片最大厚度ymax和翼弦x1比值为0.12左右。取压力中心点距离xc与翼旋x1的比值为0.28。
作为上述实施例技术方案的另一种优选方案，如图5所示，水平风轮叶片为梯形叶片。
作为上述技术实施例技术方案的进一步优选，如图6所示，该水平风轮的叶片为空心叶片，由两个半片13黏结而成，两个半片13之间设有多个三角形隔板14支撑。半片采用纤维编织结构，纤维之间为45度交叉，采用这种结构可使叶片承受较大的扭矩。纤维材料优选为玻璃纤维树脂基复合材料。
作为另一种优选方案，该水平风轮选用3叶片风轮，主要是3叶片风轮的重力分布对风轮-塔架轴线形成匀称分布，不干扰风轮运转，可提高风能的利用率。
垂直风轮的一种优选方案如图7所示，两个半圆柱形叶片中心轴线的偏移量e和风轮半圆柱叶片直径d的比值为0.17。采用这种结构可使垂直风轮的功率系数达到最高，风轮叶片的材料采用玻璃纤维树脂基复合材料或一次成型金属复合材料等。
风轮的主要部分是叶片，叶片是转化流动空气动能的首要载体。以上的设计是为了选择最佳形状叶片翼型和叶片尺寸，使风轮具有优异的空气动力学特性，从而极大的提高风机效率。本风力发电机通过两个水平风轮及一个垂直风轮构成联合风力发电机组，通过原理试验表明，功率和风轮转速成平方关系，所以风能利用率由很大提高。
以上对本实用新型实施例所提供的一种联合式风力发电机进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，凡依本实用新型设计思想所做的任何改变都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (15)
1一种联合式风力发电机，包括一水平轴式风力发电机、一垂直轴式风力发电机，所述水平轴式发电机包括水平风轮和水平发电机，所述垂直轴式风力发电机包括垂直风轮和垂直发电机，其特征在于：所述联合式风力发电机还包括一塔架，所述水平轴式发电机固定于塔架顶部，所述所述垂直轴式风力发电机的垂直风轮固定在塔架偏上部并与所述垂直发电机连接。
2根据权利要求1所述的一种联合式风力发电机，其特征在于：所述水平轴式发电机包括至少两个水平风轮，所述水平发电机包括与所述水平风轮个数相等的转子，所述水平风轮与所述转子一一对应连接，相邻两个水平风轮之间的转向相反。
3根据权利要求2所述的一种联合式风力发电机，其特征在于：所述水平风轮最大厚度(ymax)与翼弦(x1)的比值为0.12，所述水平风轮压力中心点(xc)与前缘距离(x1)的比值为0.28。
4根据权利要求2所述的一种联合式风力发电机，其特征在于：所述水平风轮的叶片为梯形。
5根据权利要求2所述的一种联合式风力发电机，其特征在于：所述水平风轮的叶片为空心叶片，由两个半片黏结而成，两个半片之间设有多个三角形隔板支撑。
6根据权利要求5所述的一种联合式风力发电机，其特征在于：所述半片采用纤维编织结构，所述纤维为45度交叉。
7根据权利要求6所述的一种联合式风力发电机，其特征在于：所述纤维材料为玻璃纤维树脂基复合材料。
8根据权利要求2至7中任意一项所述的一种联合式风力发电机，其特征在于：所述水平轴式发电机包括两个沿水平方向依次排列的水平风轮，所述水平发电机内外两个转子，所述两个水平风轮分别与所述两个转子连接。
9根据权利要求8所述的一种联合式风力发电机，其特征在于：所述两个沿水平方向依次排列的水平风轮中后置风轮直径大小至少等于前置风轮直径的两倍。
10根据权利要求1至7或9中任意一项权利要求所述的一种联合式风力发电机，其特征在于：所述垂直轴式风力发电机的垂直风轮由中心轴线相互错开的两个半圆柱形叶片组成，所述两个半圆柱形叶片构成一S形。
11根据权利要求10所述的一种联合式风力发电机，其特征在于：所述两个半圆柱形叶片中心轴线的偏移量(e)和所述风轮半圆柱叶片直径(d)的比值为0.17。
12根据权利要求8所述的一种联合式风力发电机，其特征在于：所述垂直轴式风力发电机的垂直风轮由中心轴线相互错开的两个半圆柱形叶片组成，所述两个半圆柱形叶片构成一S形。。
13根据权利要求12所述的一种联合式风力发电机，其特征在于：所述两个半圆柱形叶片中心轴线的偏移量(e)和所述风轮半圆柱叶片直径(d)的比值为0.17。
14根据权利要求10所述的一种联合式风力发电机，其特征在于：所述垂直风轮材料采用玻璃纤维树脂基复合材料。
15根据权利要求11至13任意一项权利要求所述的一种联合式风力发电机，其特征在于：所述垂直风轮材料采用玻璃纤维树脂基复合材料。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104895743A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-09-09 | 东北电力大学 | 叠式立体风力发电机 |
| CN105927472A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-09-07 | 常州易驱动电气科技有限公司 | 一种多功能风力发电设备 |
| CN105953158A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-09-21 | 江苏承煦电气集团有限公司 | 一种带有太阳能薄膜电池的自发电智能路灯 |
| CN105952582A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-09-21 | 常州易驱动电气科技有限公司 | 一种风力发电装置 |
| CN106150916A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-11-23 | 四川大学 | 一种双叶轮同步风力发电机组 |
| WO2025086192A1 (zh) * | 2023-10-26 | 2025-05-01 | 阿布都拉买托合提 | 双向旋转风车 |
-
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104895743A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-09-09 | 东北电力大学 | 叠式立体风力发电机 |
| CN104895743B (zh) * | 2015-06-05 | 2017-06-16 | 东北电力大学 | 叠式立体风力发电机 |
| CN105927472A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-09-07 | 常州易驱动电气科技有限公司 | 一种多功能风力发电设备 |
| CN105952582A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-09-21 | 常州易驱动电气科技有限公司 | 一种风力发电装置 |
| CN105953158A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-09-21 | 江苏承煦电气集团有限公司 | 一种带有太阳能薄膜电池的自发电智能路灯 |
| CN106150916A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-11-23 | 四川大学 | 一种双叶轮同步风力发电机组 |
| WO2025086192A1 (zh) * | 2023-10-26 | 2025-05-01 | 阿布都拉买托合提 | 双向旋转风车 |
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